多因素耦合作用下黄土植被坡面水沙养分流失模拟

采用人工模拟降雨试验研究不同雨强(60,90,120 mm/h)、不同坡度(10°,15°,20°)、不同生物炭含量(0,3%,6%)等多因素耦合作用下黄土植被坡面水沙及养分流失规律。结果表明:(1)水沙及PO_4~(3-)—P的流失随着雨强的增大而增大,NO_3~-—N随雨强的增大呈先上升后下降的趋势,径流及氮磷与坡度的规律性不明显,雨强坡度与k值(产沙速率系数)变化率的线性关系中,雨强的影响较大。(2)产流产沙过程相似,均随降雨历时先上升后趋于平稳,NO_3~-—N与降雨历时呈幂函数关系,PO_4~(3-)—P在流失过程中最大浓度与最小浓度比为1～2,且在侵蚀产沙及NO_3~-—N的流失过程中,雨强与生物炭相关性极显著。(3)生物炭含量≥3%会增加侵蚀产沙及PO_4~(3-)—P的流失,雨强为60,90 mm/h时,NO_3~-—N流失量随生物炭的增多呈先减小后增大的趋势,雨强为120 mm/h时,NO_3~-—N流失量随生物炭添加量的增大呈上升趋势。研究结果可以为黄土丘陵沟壑区水土资源管理提供科学的指导。     

不同措施黄绵土坡地暴雨侵蚀及磷素流失特点

为探讨不同管理措施对10°、15°和20°黄绵土坡面侵蚀及磷素流失的影响，本文以60 mm·h^-1为试验雨强，采用室内人工模拟降雨试验方法，以CK（裸坡，0%生物炭，平作）为对照，分析C1（裸坡，0%生物炭，横垄）、C2（裸坡，3%生物炭，平作）、C3（裸坡，3%生物炭，横垄）、C4（裸坡，6%生物炭，平作）、C5（裸坡，6%生物炭，横垄）、C6（植被，0%生物炭，平作）、C7（植被，0%生物炭，横垄）、C8（植被，3%生物炭，平作）、C9（植被，3%生物炭，横垄）、C10（植被，6%生物炭，平作）和C11（植被，6%生物炭，横垄）多措施下黄绵土坡地泥沙及磷素流失特征。结果表明：不同坡度下C1、C6、C7、C8、C9措施能有效降低黄绵土坡面侵蚀及磷素流失；施加生物炭（C2~C5、C8~C11）加剧了坡地尤其是陡坡的土壤侵蚀和磷素流失；在不同坡面上布设植被措施（C6~C11）均具有拦沙固磷作用，在15°坡面效果最优；横垄措施（C1、C3和C5）减沙固磷效应随坡度增大而减弱，在20°下易失效，故小于10°坡面上宜推广应用横垄措施；植被与横垄措施相结合（C7、C9和C11）在不同坡度下的消减率均在50%以上，故在实际农业生产中建议使用横垄搭配植被措施。黄绵土坡面磷素流失以颗粒态（PP）为主，PP/TP流失比例多在80%以上，并随坡度增大而增大；3种坡度下施加生物炭（C2、C4）均使PP占比增至90%以上，而横垄和植被措施能有效降低坡面PP/TP比例。综上，缓坡上设置横垄，陡坡上设置植被或者在植被覆盖基础上合理搭配横垄和3%生物炭措施，均有利于阻控黄绵土坡面土壤侵蚀和磷素流失。